ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP XE CON 5 CHỖ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN ÔTÔ

1.1.Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.1.Công dụng

1.1.2.Phân loại

1.1.3.Yêu cầu

1.1.4. Sơ đồ vị trí ly hợp  

1.2.Ảnh hưởng của ly hợp khi gài số và khi phanh

1.2.1.Khi gài số

1.2.2.Khi phanh

1.3.Ly hợp ma sát 

1.3.1.Ly hợp ma sát một đĩa

1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa

1.4.Ly hợp thuỷ lực

1.5.Ly hợp điện từ

CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 

2.1.Lựa chọn loại ly hợp 

2.2.Phương án chọn loại lò xo ép 

2.2.1.Lò xo trụ 

2.2.2.Lò xo côn xoắn 

2.2.3.Lò xo đĩa 

2.3.Đĩa bị động ly hợp 

2.4.Lựa chọn phương án dẫn động 

2.4.1.Dẫn động cơ khí

 2.4.2.Dẫn động cơ khí có trợ lực khí nén  

2.4.3.Dẫn động thủy lực 

2.4.4.Dẫn động thủy lực trợ lực chân không

2.4.5 Lựa chọn xe tham khảo Mazda 6

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP

3.1.Tính chọn các thông số và kích thước cơ bản 

3.1.1.Xác định mômen ma sát ly hợp cần truyền 

3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản

3.2.Tính kiểm tra điều kiện làm việc của ly hợp 

3.2.1.Tính công trượt 

3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng 

3.2.3.Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết

3.3.Tính bền các chi tiết của ly hợp 

3.3.1.Lò xo ép

3.3.2.Đòn mở 

3.3.3.Đĩa bị động

3.3.4.Tính lò xo giảm chấn

3.3.5.Tính truc ly hợp 

3.4.Tính hệ thống dẫn động ly hợp

3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp

3.4.2.Thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực

3.5. Thiết kế bộ trợ lực chân không

CHƯƠNG 4. PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

4.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

4.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

4.3.Xác đinh phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lông phôi 

4.3.1.Xác định phương pháp chế tạo phôi

4.4.Xác định thứ tự các nguyên công

4.5.Xác định chế độ cắt cho các nguyên công

4.5.1.Nguyên công 1

4.5.2.Nguyên công 2

4.5.3.Nguyên công 3

4.5.4.Nguyên công 4

4.5.5.Nguyên công 5

4.5.6.Nguyên công 6 

CHƯƠNG 5. SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG VÀ ĐIỀU CHỈNH LY HỢP

5.1.Kiểm tra sửa chữa đĩa ma sát

5.2.Kiểm tra sửa chữa cụm đĩa ép, lò xo ép và vỏ ly hợp

5.3.Lắp bộ ly hợp và điều chỉnh độ đồng đều của các đòn mở 

5.4.Kiểm tra khớp trượt và vòng bi nhả ly hợp

5.5.Lắp cơ cấu điều khiển và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp

5.6.Những hư hỏng thường gặp và bảo dưỡng sửa chữa

5.6.1.Ly hợp bị trượt 

5.6.2.Ly hợp ngắt không hoàn toàn 

5.6.3.Ly hợp đóng đột ngột 

5.6.4.Ly hợp phát ra tiếng kêu 

5.6.5.Bàn đạp ly hợp bị rung

5.6.6.Đĩa ép bị mòn nhanh 

5.6.7.Bàn đạp ly hợp nặng 

5.6.8.Hỏng hệ thống dẫn động thủy lực 

KẾT LUẬN 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

LỜI NÓI ĐẦU

   Đất nước ta đang ngày càng phát triển và có sự thay đổi từng ngày, cùng với sự phát triển về kinh tế thì khoa học kỹ thuật cũng có bước phát triển vượt bậc và thu được những thành tựu quan trọng. Khoa học kỹ thuật đã được áp dụng phổ biến trong đời sống và góp phần thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế quốc dân.

   Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ôtô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người. Ngoài ra ôtô còn phục vụ trong rất nhiều lĩnh vực khác như : Y tế, cứu hoả, cứu hộ….Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Thực tế  nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển ngành công nghiệp ôtô với những đề án chiến lược dài hạn đến năm 2015, 2020. Cùng với việc chuyển giao công nghệ giữa Việt Nam và các nước phát triển trên thế giới, chúng ta ngày càng được tiếp cận nhiều hơn với các công nghệ tiên tiến trên thế giới trong đó có công nghệ về ôtô. Công nghệ ôtô mặc dù là một công nghệ xuất hiện đã lâu nhưng trong những năm gần đây đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ, liên tục các công nghệ mới đã được phát minh nhằm hoàn thiện hơn nữa ôtô truyền thống. Ngoài ra người ta còn phát minh ra những công nghệ mới nhằm thay đổi ôtô truyền thống như nghiên cứu ôtô dùng động cơ Hybrid, động cơ dùng nhiên liệu Hydro, ôtô có hệ thống lái tự động…. Tuy nhiên trong điều kiện của nước ta, chúng ta chỉ cần tiếp thu và hoàn thiện những công nghệ về ôtô truyền thống.

     Trên ôtô, người ta chia ra thành các phần và các cụm khác nhau. Trong đó ly hợp là một trong những cụm chính và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ôtô. Hệ thống ly hợp có ảnh hưởng lớn đến tính êm dịu của ôtô, tính năng điều khiển của ôtô, đảm bảo an toàn cho động cơ và hệ thống truyền lực trên ôtô. Nên để chế tạo được một chiếc ôtô đạt yêu cầu chất lượng thì việc thiết kế chế tạo một bộ ly hợp tốt là rất quan trọng. Do đó em đã được giao đề tài “ Thiết kế hệ thống ly hợp xe ôtô con 5 chỗ” để nghiên cứu tìm hiểu cụ thể về hệ thống ly hợp trên ôtô và quy trình thiết kế chế tạo hệ thống ly hợp cho ôtô. Với đề tài được giao, em đã chọn xe MAZDA 6 làm xe cơ sở để tham khảo các thông số ban đầu. Hiện nay loại xe này đang được sản xuất lắp ráp tại nước ta và vẫn được sử dụng  khá phổ biến trên các tuyến đường Việt Nam.

      Trong thời gian được cho phép, với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, của thầy giáo: Th.s ................ cùng các thầy giáo trong bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng, em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù bản thân đã có cố gắng và được sự quan tâm giúp đỡ của các thầy giáo nhưng do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, phê bình của các thầy trong bộ môn.

       Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn thầy giáo: Th.s ................ và các thầy giáo trong khoa Ô tô, Trường Sĩ Quan Kĩ Thuật Quân Sự đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này.

                                                                              ......, ngày ... tháng ... năm 201....

                                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                                  ................

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CỤM LY HỢP TRÊN XE ÔTÔ

1.1.CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU:

1.1.1.Công dụng:

    Ly hợp là một trong những cụm chính trong hệ thống truyền lực của ôtô. Ly hợp trên ôtô là bộ phận liên kết giữa động cơ và hệ thống truyền lực. Do đó nó có nhiệm vụ tách và nối hai bộ phận này với nhau trong trường hợp cần thiết như: Khi  xe bắt đầu chuyển bánh, khi chuyển số.

1.1.2.Phân loại:

Có nhiều cách phân loại:

- Theo cách truyền mômen:

+ Ly hợp ma sát: Truyền mô men thông qua các bề mặt ma sát.

Fms = m.Plx ; MLH = Fms.Rtb

Ly hợp ma sát có hai loại là ly hợp ma sát khô và ly hợp ma sát ướt:

Ly hợp ma sát khô: Không có dung môi, các đĩa ma sát thường được làm từ Ferado đồng.

- Theo trạng thái làm việc:

+ Loại ly hợp thường đóng: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn  ở trạng thái đóng, khi đạp ly hợp các bề mặt làm việc tách ra. Đại đa số các ly hợp trên ôtô dùng loại này.

+ Loại ly hợp thường mở: Khi không có lực điều khiển, ly hợp luôn ở trạng thái mở. 

-  Theo dạng lò xo của đĩa ép:

+ Ly hợp sử dụng lò xo trụ bố trí theo vòng tròn.

+ Ly hợp sử dụng lò xo dạng côn xuắn.

1.1.3.Yêu cầu:

Ly hợp trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu:

 - Phải truyền hết được mômen của động cơ xuống hệ thống truyền lực mà không bi trượt.

 - Phải ngắt dứt khoát, đóng êm dịu để giảm  tải trọng động tác động lên hệ thống truyền lực.

 - Mômen quán tính của phần bị động của ly hợp phải nhỏ để giảm tải trọng động tác dụng lên các bánh răng và bộ đồng tốc khi sang số.

1.2. ẢNH HƯỞNG CỦA LY HỢP KHI GÀI SỐ VÀ KHI PHANH:

1.2.1.Khi gài số:

   Khi gài số các chi tiết có chuyển động tương đối, do vậy sinh ra mômen xung lượng va đập và tải trọng động tác dụng lên các chi tiết khác. Muốn giảm lực xung kích tác dụng lên hệ thống truyền lực cần mở ly hợp rồi mới gài số để giảm mômen quán tính phần bị động và các chi tiết của hộp số có liên quan động học đến phần bị động của ly hợp.

1.2.2.Khi phanh ôtô:

   Khi phanh ôtô toàn bộ hệ thống truyền lực chịu tải trọng động rất lớn dưới tác dụng của mômen quán tính của động cơ Mjmax. Mômen Mjmax có thể truyền qua ly hợp khi mômen ma sát của ly hợp lớn hơn Mjmax. Trong trường hợp này mômen quán tính sẽ tác dụng lên hệ thống truyền lực.

1.3. LY HỢP MA SÁT:

Trên các loại ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất là loại ly hợp ma sát. Các bộ phận chính của ly hợp bao gồm phần chủ động và phần bị động:

- Phần chủ động: Gồm có bánh đà, đĩa ép, vỏ ly hợp, các lò xo ép.

- Phần bị động : Gồm đĩa bị động, các bộ phận giảm chấn và trục ly hợp.

Việc điều khiển đóng ngắt ly hợp thông qua các đòn mở và các hệ thống dẫn

động, hệ thống dẫn động của ly hợp có thể là dẫn động bằng cơ khí , dẫn động bằng thuỷ lực.

1.3.2.Ly hợp ma sát hai đĩa:

  Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của ly hợp ma sát hai đĩa cũng tương tự như ly hợp ma sát một đĩa chỉ khác là có hai đĩa bị động nên có hai maoy ở đĩa bị động.

1.4. LY HỢP THỦY LỰC:

Ly hợp thuỷ lực truyền mômen thông qua chất lỏng.

Cấu tạo của ly hợp thuỷ lực gồm 2 phần:

- Phần chủ động là phần bánh bơm, bánh đà.

- Phần bị động là bánh tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp giảm tốc.

CHƯƠNG 2

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1.LỰA CHỌN LOẠI LY HỢP:

   Ly hợp trên ôtô thường dùng là loại ly hợp ma sát dạng thường đóng, có một hoặc hai đĩa bị động. Với đề tài thiết kế ly hợp cho xe ôtô con, với yêu cầu cơ bản là phải có độ bền và độ tin cậy cao, mặt khác phải sữa chữa và bảo dưỡng dễ dàng nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát. Do mômen của động cơ nhỏ nên ta chọn loại ly hợp là ly hợp ma sát một đĩa bị động dạng thường đóng.

2.2.PHƯƠNG ÁN CHỌN LOẠI LÒ XO ÉP:

2.2.1.Lò xo trụ:

 Lò xo trụ có đường đặc tính làm việc là đường b trên hình 2.1.

 Lò xo trụ thường được bố trí theo vòng tròn trên đĩa ép.

 Để định vị các lò xo và giảm độ biến dạng của chúng dưới tác dụng của lực ly tâm, thường sử dụng các cốc, vấu lồi trên đĩa ép hoặc trên vỏ ly hợp.

2.2.3.Lò xo đĩa:

Lò xo đĩa được chế tạo bằng thép lò xo và được bắt chặt vào bàn ép ly hợp bằng đinh tán hoặc bằng bulông . Ở mỗi phía của lò xo đĩa bố trí các vòng trụ xoay hoạt động như một trục xoay khi lò xo đĩa quay. 

2.3.ĐĨA BỊ ĐỘNG CỦA LY HỢP:

 Đĩa bị động của ly hợp có cấu tạo gồm hai tấm ma sát được gắn với nhau bằng đinh tán thông qua xương đĩa. Xương đĩa lại được tán với moay ơ đĩa bị động.

 Một trong những yêu cầu của ly hợp là phải đóng êm dịu, yêu cầu này liên quan đến cấu tạo của đĩa bị động của ly hợp.

2.4.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG:

 Hệ thống dẫn động ly hợp có tác dụng truyền lực bàn đạp của người lái tác động vào bàn đạp đến ly hợp để thực hiện việc đóng ngắt ly hợp.

  Dẫn động ly hợp thường là dẫn động cơ khí hoặc thủy lực. Dẫn động cơ khí có ưu điểm chung là kết cấu đơn giản. dễ chế tạo tuy nhiên chúng cũng có nhược điểm là lực bàn đạp thường phải lớn và khó bố trí với những ôtô có động cơ đặt xa người lái. 

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM LY HỢP

3.1.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN:

3.1.1.Xác định mômen ma sát mà ly hợp cần truyền:

 Ly hợp phải được thiết kế với các kích thước có thể truyền mômen lớn hơn mômen động cơ. Nhờ đó ly hợp có thể truyền hết mômen động cơ đến hệ thống truyền lực mà không bị trượt trong các trường hợp như dầu dính vào tấm ma sát hay tấm ma sát bị mòn hoặc tính chất đàn hồi của lò xo giảm.       

Mômen ma sát của ly hợp được xác định theo công thức:

                   MLH = b.Memax

Trong đó:   

          + b: Là hệ số dự trữ của ly hợp.

          + Memax : Mômen cực đại của động cơ, Memax = 170 Nm.

  Hệ số b có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình thiết kế ly hợp. Vì trong quá trình sử dụng lực ép của lò xo giảm dần làm giảm mômen ma sát của ly hợp, như vậy nếu chọn b nhỏ quá thì sẽ không đảm bảo truyền hết mômen trong các trường hợp giảm lực ép này. 

Đối với ôtô con ta chọn b = 1,5.(theo BG tính toán thiết kế ô tô)

Vậy: MLH = 1,5.170 = 255 (Nm).

3.1.2.Xác định các thông số và kích thước cơ bản của ly hợp:

- Tính đường kính đĩa ma sát:

Do Me max < 465 (Nm) nên ta chọn ly hợp 1 đĩa theo kinh nghiệm, và chọn bề

dày của tấm ma sát d = 4 (mm). 

- Xác định áp suất tác dụng lên bề mặt ma sát:

Mô men ma sát trong ly hợp được xác định theo công thức:

    MLH = kz.m.FN.Rtb.i

Trong đó:

     - kz : hệ số kể đến sự giảm lực ép lên các bề mặt làm việc do ma sát trong các bộ phận dẫn hướng và các then hoa trên các đĩa chủ động và đĩa bị động, đối với ly hợp ôtô lấy kz = 1.

     - m  : Hệ số ma sát đối với cặp vật liệu thường dùng trong ôtô, m = 0,28.

     - FN : Lực ép tổng thể lên bề mặt ma sát.

     - Rtb : Bán kính ma sát trung bình , Rtb = 10 cm.

      - i : Số đôi bề mặt ma sát, với ly hợp một đĩa ma sát ta có i = 2.

3.2.TÍNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA LY HỢP:

  Các thông số thể hiện chế độ tải của ly hợp là công trượt riêng l0 được xác định khi ôtô khởi động tại chỗ và mức gia tăng nhiệt độ Dt của đĩa chủ động sau một lần đóng ly hợp.

3.2.1 Tính công trượt:

  Khi khởi động hoặc khi sang số, người lái thường đóng mở ly hợp nên sinh ra sự chênh lệch về tốc độ giữa đĩa bị động và đĩa chủ động. Điều này bao giờ cũng sinh ra trượt. 

Như vậy công trượt tổng cộng là:

    L = L1 + L2 = 153 + 27243 = 27396 (J).

3.2.2.Kiểm tra công trượt riêng:

- L : Công trượt, L = 27396 J.

- F : Diện tích bề mặt ma sát đĩa bị động

       F = p.(R2 - r2) = 3,14.(112 - 7,02) = 314 (cm2­).

 - i : Số đôi bề mặt ma sát, i = 2.

Thỏa mãn l0 < [l0] = 50 ¸ 70 (J/cm2).

3.2.3 Kiểm tra nhiệt độ các chi tiết:

  Công trượt sinh ra làm nung nóng các chi tiết : đĩa bị động, đĩa ép, bánh đà, lò xo.Do đó phải kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết bằng cách tính độ gia tăng nhiệt độ. Ta phải tính kiểm tra nhiệt độ của các chi tiết như bánh đà, đĩa ép, đĩa bị động. 

3.3.4.Tính trục ly hợp:

Trục ly hợp cũng đồng thời là trục sơ cấp của hộp số, ở cuối trục có bánh răng ngiêng liền trục. Đầu trước của trục lắp ổ bi trong khoang của bánh đà, đầu sau lắp lên thành vỏ hộp số.

Các thông số tham khảo của các cặp bánh răng hộp số:

- Đường kính vòng lăn bánh răng trục sơ cấp d1 = 60 mm = 0,06 m.

- Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian d2 = 110 mm = 0,11 m.

- Đường kính vòng lăn bánh răng trục trung gian d3 = 40 mm = 0,04 m.

- Đường kính vòng lăn bánh răng trục thứ cấp d4 = 130 mm = 0,13 m.

Ta có mô men truyền qua các trục như sau:

Trục I :        M1 = Memax = 170 Nm.

Trục II :      M2 = M1.i12 = M1. = 312 Nm.

 Trục III :     M3 = M2.i34 = M2.  = 1014 Nm.

Ta có các bước tính :

- Bước 1: Tính toán các lực trên các bánh răng của trục I và trục III.

- Bước 2: Xác định phản lực lên các trục I và trục III tại các gối đỡ.

- Bước 3: Kiểm tra độ bền trục I.

3.4.TÍNH HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG LY HỢP:

Hệ thống dẫn động ly hợp được chọn là hệ thống dẫn động ly hợp bằng thủy lực.

3.4.1.Xác định lực và hành trình bàn đạp:

Ta có:

 a = 360mm ; b = 50mm ; c = 180mm ; d = 50mm  (khảo sát xe tham khảo)

Vậy lực bàn đạp : Qbd= =256(N)

· Xác định hành trrình bàn đạp

Hành trình bàn đạp được xác định theo công thức:

St= Slv+ S0

Trong đó :

St : là hành trình tổng( toàn bộ) của bàn đạp ly hợp

So: là hành trình tự do của bàn đạp để khắc phục khe hở

Suy ra St= 81,6 + 56,16 = 138(mm).Hành trình này nằm trong giới hạn cho phép [St]= 150mm

2.Tính toán thiết kế xylanh chính:

 a. Xác định các kích thước:

Thể tích dầu thực tế trong xylanh chính fải lớn hơn tính toán một ít do    hiệu suất dẫn động dầu